THEME 3 CORPS HUMAIN ET SANTE. Partie B Neurone et fibre musculaire : la communication nerveuse

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1 THEME 3 CORPS HUMAIN ET SANTE Partie B Neurone et fibre musculaire : la communication nerveuse Chap 1. Le réflexe myotatique, un exemple de commande réflexe du muscle Un réflexe se définit comme une réponse d'origine nerveuse, involontaire et automatique, en réplique à une stimulation. Dans le cas d'un réflexe myotatique, il s'agit de la contraction réflexe d'un muscle déclenchée par son propre étirement. De tels réflexes interviennent dans le maintien de la posture pour s'opposer aux effets de la gravité. Ils sont testés par le médecin (réflexe rotulien, réflexe achilléen). Comment l observation d un réflexe renseigne sur l intégrité du système neuromusculaire? I. Les caractéristiques du réflexe myotatique 1)Étude expérimentale du réflexe myotatique principe: quand un muscle se contracte, il est le siège d'une activité électrique. A l'aide d'électrodes réceptrices et d'un amplificateur, il est possible d'enregistrer cette activité: c'est l'électromyographie. Les tracés obtenus (électromyogrammes) traduisent ainsi l'activité électrique musculaire.

2 Le soléaire va du genou par des insertions sur le tibia et le péroné jusqu au tendon d'achille. Son rôle est majeur dans la marche, la course, et le saut.

3 Le Tibial antérieur ( ou jambier antérieur) sert à la flexion dorsale du pied sur la jambe, à la supination du pied, à l adduction du pied. Soléaire = Jambier antérieur EMG des deux muscles antagonistes enregistrés simultanément au cours de mouvements d'extension puis de flexion du pied sur la jambe Un choc bref sur le tendon d'achille et se manifeste par une extension du pied, conséquence de la contraction du soléaire et de l'extension du jambier antérieur.

4 interprétation de l'enregistrement ExAO : En réponse au stimulus : étirement du muscle, on observe sa contraction puis son relâchement. Il existe un temps de latence entre l'étirement d'un muscle et sa contraction. Cela correspond au délai de transmission du message du muscle au SNC et du SNC au même muscle qui se contracte.

5 Modulation du réflexe myotatique plus l'étirement du muscle est fort (stimulus), plus la réponse (tension du muscle) sera forte. La réponse est donc adaptée à l'évènement qui l'a déclenchée. Il y a eu traitement de l'information reçue et élaboration d'un message aux organes effecteurs en conséquence.

6 2) La circulation du message nerveux au cours du réflexe myotatique a) le stimulus est capté par des récepteurs : fuseaux neuromusculaires doc 1p356 Dans les muscles parmi les fibres musculaires se trouvent des fuseaux neuromusculaires. Il s agit de 3 à 8 fibres musculaires modifiées, contenue dans une capsule de tissu conjonctif. Chaque fibre musculaire d un faisceau est entourée par une terminaison nerveuse ou fibre sensitive afférente appartenant à un nerf sensitif. L étirement d un muscle, provoque l étirement des fibres musculaires modifiées, ce qui fait naître dans les terminaisons nerveuses un message nerveux afférent. Le fuseau neuromusculaire est un récepteur sensoriel qui informe de l état d étirement d un muscle.

7 b) un message nerveux afférent est conduit par des fibres nerveuses sensitives Les messages nerveux se propagent le long de fibres nerveuses regroupées en nerf. Les fibres nerveuses sont les prolongements des cellules nerveuses appelées neurones. Dans le cas du message afférent, il se propage de la plaque motrice vers le ganglion rachidien par la partie du neurone appelée dendrite. Le ganglion rachidien contient les corps cellulaires des neurones en T. Puis du corps cellulaire, le message gagne la moelle épinière par la racine dorsale du nerf rachidien via l'axone du neurone en T.

8 c) la moelle épinière (SNC) reçoit les messages nerveux afférents, les traite ( centre intégrateur) et élabore une réponse adaptée Doc 3p357 Dans la moelle épinière, il y a connexion entre le neurone sensitif et le neurone moteur au niveau de la substance grise de la corne antérieure. On y observe les corps cellulaires des motoneurones et les terminaisons axoniques des neurones sensitifs. Une telle connexion est appelée synapse. Il n'existe qu'une seule synapse dans le cas du réflexe myotatique : transmission monosynaptique. Neurones multipolaires de la corne ventrale de la substance grise (X 420)

9 d) le message moteur efférent est conduit par des fibres nerveuses motrices Les axones des motoneurones sont situés dans la racine ventrale du nerf rachidien. Fibres nerveuses d'un nerf dilacéré e) l'organe effecteur (muscle) reçoit le message nerveux moteur et produit une réponse adaptée : contraction des fibres musculaires.

10 3)Les neurones : éléments essentiels de l'arc réflexe La communication nerveuse repose sur des réseaux de cellules nerveuses appelées neurones. Chaque neurone est constitué d'un corps cellulaire qui porte des prolongements cytoplasmiques : dendrites et axones. Les dendrites collectent les informations et les conduisent vers le corps cellulaire. L'axone conduit le message nerveux du corps cellulaire vers d'autres cellules (nerveuses ou non). Les neurones des voies afférentes sont des neurones en T et les neurones des voies efférentes sont des neurones multipolaires. La connexion entre la terminaison axonique d'un neurone et les dendrites (ou corps cellulaire) d'un autre neurone est appelée synapse neuro-neuronique. La connexion entre la terminaison axonique d'un neurone et une cellule musculaire est appelée synapse neuromusculaire.

11 Quelle est la nature et le codage du message nerveux permettant l adaptation des réactions motrices? II. Nature et propagation du message nerveux Logiciel nerf 1) le potentiel d'action Doc 1p358 Les axones conduisent des messages nerveux de nature électrique que l'on peut enregistrer grâce à un oscilloscope. Le message est constitué de signaux appelés potentiels d'action.

12 Le potentiel d'action apparaît lorsque la stimulation est suffisante : lorsqu'elle dépasse une valeur seuil. Au delà de ce seuil, le PA formé a toujours la même amplitude. Le PA dure environ 2 ms et correspond à une variation brutale du potentiel de membrane de 100 mv. Il est constitué d'une dépolarisation suivie d'une repolarisation. Le PA obéit à la loi du «tout ou rien» : lorsque le seuil n'est pas atteint, il n'apparaît pas : rien. Lorsque le seuil est atteint, le PA a d'emblée une amplitude invariable : tout.

13 2)Codage du message nerveux Doc 4 p359 Plus l'intensité du stimulus est importante, plus la fréquence des PA est élevée. Le message nerveux, dans une fibre nerveuse est donc codé en fréquence de potentiels d'action. Plus la fréquence des PA du message moteur est élevée, plus la contraction musculaire effectuée en réponse sera importante.

14 Comment ce message se transmet-il de neurone en neurone ou au niveau de la plaque motrice? III. La transmission synaptique 1) fonctionnement d'une synapse Doc 1 p 360 Doc 2 p 360 (interprétation du doc du livre) Dans le circuit neuronique du réflexe myotatique, il existe deux types de synapses entre l'axone du neurone sensitif et le neurone moteur : synapse neuroneuronique. entre l'axone du neurone moteur et fibre musculaire : jonction neuromusculaire.

15 Les deux types de synapses présentent : un compartiment présynaptique contenant des vésicules synaptiques; une fente synaptique de l'ordre de 20 nm à 50 nm; une membrane postsynaptique; Doc 3 P361 : quatrième question de l'exploitation

16 Lors de l'arrivée d'un potentiel d'action, des vésicules synaptiques fusionnent avec la membrane présynaptique libérant leur contenu : un neuromédiateur appelé acétylcholine. L'acétylcholine libérée dans la fente synaptique va se fixer sur des récepteurs situés sur la membrane postsynaptique. Cette interaction déclenche un potentiel d'action musculaire qui provoque la contraction musculaire. La quantité de neuromédiateur libérée dépend de la fréquence des PA qui arrivent sur le bouton synaptique par l'axone. C'est la concentration en neurotransmetteur libéré dans la fente synaptique qui constitue le codage du message. Dans le cas du réflexe myotatique : plus la fréquence des PA arrivant à l'extrémité du neurone moteur est élévé, plus la concentration en acétylcholine libérée dans la fente synaptique sera grande et plus la fréquence des potentiels d'action musculaire sera élevée entrainant ainsi une plus forte contraction.

17 2) Action de substances pharmacologiques exploitation p aller plus loin p368 Certaines molécules présentent des structures voisines des neuromédiateurs ce qui modifie le fonctionnement synaptique. Exemple : le curare Le curare possède certaines parties analogues à l'acétylcholine : ce poison peut se fixer à la place de l'acétylcholine sur les récepteurs de la membrane postsynaptique empêchant ainsi l'action du neuromédiateur. La fixation du curare ne provoque pas de potentiel d'action musculaire : cela entraîne donc le relâchement musculaire. Selon la dose, ce poison peut avoir un effet myorelaxant bénéfique ou mortel. C'est un antagoniste de l'acétylcholine.

18 Entraînement : 2,3,4,5 et 6 p 370 type bac 8 p371 et 9 p372 BILAN Le réflexe myotatique est un réflexe monosynaptique. Il met en jeu différents éléments qui constituent l'arc réflexe. Le neurone moteur conduit un message nerveux codé en fréquence de potentiels d'action. La commande de la contraction met en jeu le fonctionnement de la synapse neuromusculaire.